城轨列车精确停车算法研究

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1、壩￡￡土！霸硕士学位论文＿ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ论＿—Ｂ．车算法研国内图书分类号：Ｕ２８３．１密级：公开国际图书分类号：６５６西南交通大学研究生学位论文城轨列车精确停车算法研究年级二〇一二级姓名吴鹏申请学位级别工学硕士专业电气工程指导老师冯晓云教授二〇一五年五月十二曰ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：Ｕ２８３．１Ｕ．Ｄ．Ｃ：６５６ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＭａｓｔｅｒ

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3、有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密□，在年解密后适用本授权书；２．不保密０，使用本授权书。“”（请在以上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：指导老师签名：；＞：＞丨＾日期＾义工２日期１西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工

4、作或贡献如下：１针对城轨列车自动驾驶，提出了基于自适应终端滑模控制的精确停车算法。首）先利用终端滑模控制设计停车控制算法，并以增强控制系统自适应性为目的，引入参数自适应机制。２）针对列车制动系统模型，在自适应终端滑模控制停车算法框架的基础上，设计了扰动观测器，并将扰动观测器的观测值引入到了控制算法的估计项中，增强了系统的鲁棒性和抗扰动能力。停车控制算法的设计为后续自动驾驶的工程实现提供了较高的理论参考依据。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文

5、中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均巳在文中作了明确说明。一本人完全了解违反上述声明所引起的切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：Ｉ＾曰期：ｏ．＞（ｒ西南交通大学硕士研究生学位论文第丨页摘要一精确停车是城轨列车自动驾驶系统的关键技术之，其精度通常要求在±３０厘米之内，不仅影响乘客。精确停车能保证城轨交通系统的高效率运行。若列车停站不准确的上下车，而且会造成列车晚点等诸多问题。因此，研究城轨列

6、车精确停车算法具有重要意义。本文以城轨列车为控制对象，基于列车自动驾驶系统的关键技术，深入分析列车的自动停车过程。利用Ｐａｄｅ近似方法处理具有延时滞后的制动系统模型；结合列车牵引计算模型和制动系统模型，提出城轨列车停车控制算法的设计目标，即在避免控制输入切换频繁的前提下实现高精度的速度跟踪效果。基于列车制动系统模型，应用终端滑模控制原理设计列车停车控制算法。为增强列车停车控制系统的自适应性，，引入参数自适应机制设计了自适应终端滑模控制停车算法。将滑模控制中的符号函数替换为饱和函数，以防止

7、控制系统产生抖振效应，由此摘保列车运行过程中乘客的舒适性。在自适应终端滑模控制停车算法的基破上，一进步分析不同线路扰动对控制效果的影响。基于自适应终端滑模控制框架，引入扰动观测器，并将观测器的扰动观测值作为自适应终端滑模控制中扰动估计值，增强了系统的鲁棒性。本文利用Ｍａｔｌａｂ搭建仿真平台，以验证控制算法的正确性和有效性。仿真结果表明基于扰动观测器的自适应终端滑模控制停车算法表现出良好的鲁棒性和自适应性。在系统模型具备参数不确定性和外部扰动的情况下，控制系统都能保证高精度的停车和乘客的舒

8、适性。关键词：列车自动驾驶自适应终端滑模控制踪控制确停车；扰动观测器；；跟；精西南交通大学硕士研究生学位论文第丨丨页ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅＡｕｔｏｍａｔｉｃｔｒａｉｎｓｔｏｐｃｏｎｔｒｏｌｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆａｕｔｏｍａｔｉｃｔｒａｉｎｏｅｒａｔｉ